论文部分内容阅读
萘普生(Naproxen)和噻洛芬酸(Tiaprofenicacid)是α-芳基丙酸类非甾体抗炎药(NSAIDs),临床上广泛应用于解热、镇痛和抗炎,具有较大的市场和发展前景,因此,研究其合成工艺对于减少环境污染,降低生产成本有着重要的意义。
硅胶粉是一种对环境友好、无毒、不易腐蚀设备、可回收重复利用的固体酸,可以在温和的条件下高效率、高选择性催化重排反应、氧化反应和还原反应等。
本论文重点研究了硅胶粉催化环氧化合物重排成醛的合成工艺,并将该方法应用于萘普生和噻洛芬酸的合成中,获得如下研究结果(以下各步反应收率均以起始原料芳基乙酮计):
(1)环氧化反应:用二甲硫醚、硫酸和甲醇制备硫酸氢三甲锍,于20℃反应6h,物料最佳摩尔比n二甲硫醚∶n浓硫酸∶n甲醇=3∶2.1∶1,制得硫酸氢三甲锍直接用于环氧化反应;在氢氧化钠存在下,于30℃反应3h,6-甲氧基-2-乙酰萘与硫酸氢三甲锍发生环氧化反应得2-(6-甲氧基萘基)-1,2-环氧丙烷,收率99.1%,物料摩尔比n6-甲氧基-2-乙酰萘∶n甲醇∶nNaOH=2∶3∶15;相同的条件下,2-乙酰噻吩与硫酸氢三甲锍经环氧化反应得到2-甲基-2-(2-噻吩基)环氧乙烷。
(2)重排反应:硅胶粉为催化剂,溶剂A为溶剂,于80℃反应3h,2-(6-甲氧基萘基)-1,2环氧丙烷重排得到2-(6-甲氧基-2-萘基)丙醛,收率为87.1%;催化剂用量为m硅胶粉∶m6-甲氧基-2-乙酰萘=15%;硅胶粉为催化剂,溶剂B为溶剂,于30℃反应2.5h,2-甲基-2-(2-噻吩基)环氧乙烷重排得到2-(2-噻吩基)丙醛。催化剂用量m硅胶粉:m2-乙酰噻吩=20%;硅胶粉可以循环使用3次。
(3)肟化反应:2-(6-甲氧基-2-萘基)丙醛或2-(2-噻吩基)丙醛与盐酸羟胺发生肟化反应得到2-(6-甲氧基-2-萘基)丙肟或2-(2-噻吩基)丙肟,其中,反应温度90℃,反应时间1h,物料摩尔比n6-甲氧基-2-乙酰萘或2-乙酰噻吩∶nNH2OH?HCl∶nKOH=1∶1.5∶1.1。一步法由环氧化合物经重排、肟化合成2-(6-甲氧基-2-萘基)丙肟的收率为80.8%。
(4)水解反应:在氢氧化钾的作用下,于120反应7h,2-(6-甲氧基-2-萘基)丙肟水解得2-(6-甲氧基-2-萘基)丙酸,收率73.7%,其中KOH溶液的质量浓度为50%,物料摩尔比nKOH∶n6-甲氧基-2-乙酰萘=5∶1;在氢氧化钾的作用下,于120℃反应8h,2-(2-噻吩基)丙肟水解得到2-(2-噻吩基)丙酸。其中,KOH溶液的质量浓度为50%,收率71.3%,物料摩尔比nKOH∶n2-乙酰噻吩=4∶1。
(5)“一锅法”合成消旋萘普生,以6-甲氧基-2-乙酰萘为原料,经环氧化反应、硅胶粉催化重排反应、肟化和水解反应合成了2-(6-甲氧基-2-萘基)丙酸,总收率为73.9%,纯度为97.4%。本路线具有合成方法简单、反应条件温和、后处理操作容易和“三废”排放减少等优点,更适合工业化生产。
(6)“一锅法”合成2-(2-噻吩基)丙酸,以2-乙酰噻吩为原料,经环氧化反应、硅胶粉催化重排反应、肟化和水解反应合成了2-(2-噻吩基)丙酸(噻洛芬酸关键中间体),总收率为71.3%,纯度为97.5%,与其它合成方法相比,具有操作简单、试剂安全、收率高、成本低等优点,未见其它文献报道采用该路线合成2-(2-噻吩基)丙酸,具有一定的新颖性。
硅胶粉是一种对环境友好、无毒、不易腐蚀设备、可回收重复利用的固体酸,可以在温和的条件下高效率、高选择性催化重排反应、氧化反应和还原反应等。
本论文重点研究了硅胶粉催化环氧化合物重排成醛的合成工艺,并将该方法应用于萘普生和噻洛芬酸的合成中,获得如下研究结果(以下各步反应收率均以起始原料芳基乙酮计):
(1)环氧化反应:用二甲硫醚、硫酸和甲醇制备硫酸氢三甲锍,于20℃反应6h,物料最佳摩尔比n二甲硫醚∶n浓硫酸∶n甲醇=3∶2.1∶1,制得硫酸氢三甲锍直接用于环氧化反应;在氢氧化钠存在下,于30℃反应3h,6-甲氧基-2-乙酰萘与硫酸氢三甲锍发生环氧化反应得2-(6-甲氧基萘基)-1,2-环氧丙烷,收率99.1%,物料摩尔比n6-甲氧基-2-乙酰萘∶n甲醇∶nNaOH=2∶3∶15;相同的条件下,2-乙酰噻吩与硫酸氢三甲锍经环氧化反应得到2-甲基-2-(2-噻吩基)环氧乙烷。
(2)重排反应:硅胶粉为催化剂,溶剂A为溶剂,于80℃反应3h,2-(6-甲氧基萘基)-1,2环氧丙烷重排得到2-(6-甲氧基-2-萘基)丙醛,收率为87.1%;催化剂用量为m硅胶粉∶m6-甲氧基-2-乙酰萘=15%;硅胶粉为催化剂,溶剂B为溶剂,于30℃反应2.5h,2-甲基-2-(2-噻吩基)环氧乙烷重排得到2-(2-噻吩基)丙醛。催化剂用量m硅胶粉:m2-乙酰噻吩=20%;硅胶粉可以循环使用3次。
(3)肟化反应:2-(6-甲氧基-2-萘基)丙醛或2-(2-噻吩基)丙醛与盐酸羟胺发生肟化反应得到2-(6-甲氧基-2-萘基)丙肟或2-(2-噻吩基)丙肟,其中,反应温度90℃,反应时间1h,物料摩尔比n6-甲氧基-2-乙酰萘或2-乙酰噻吩∶nNH2OH?HCl∶nKOH=1∶1.5∶1.1。一步法由环氧化合物经重排、肟化合成2-(6-甲氧基-2-萘基)丙肟的收率为80.8%。
(4)水解反应:在氢氧化钾的作用下,于120反应7h,2-(6-甲氧基-2-萘基)丙肟水解得2-(6-甲氧基-2-萘基)丙酸,收率73.7%,其中KOH溶液的质量浓度为50%,物料摩尔比nKOH∶n6-甲氧基-2-乙酰萘=5∶1;在氢氧化钾的作用下,于120℃反应8h,2-(2-噻吩基)丙肟水解得到2-(2-噻吩基)丙酸。其中,KOH溶液的质量浓度为50%,收率71.3%,物料摩尔比nKOH∶n2-乙酰噻吩=4∶1。
(5)“一锅法”合成消旋萘普生,以6-甲氧基-2-乙酰萘为原料,经环氧化反应、硅胶粉催化重排反应、肟化和水解反应合成了2-(6-甲氧基-2-萘基)丙酸,总收率为73.9%,纯度为97.4%。本路线具有合成方法简单、反应条件温和、后处理操作容易和“三废”排放减少等优点,更适合工业化生产。
(6)“一锅法”合成2-(2-噻吩基)丙酸,以2-乙酰噻吩为原料,经环氧化反应、硅胶粉催化重排反应、肟化和水解反应合成了2-(2-噻吩基)丙酸(噻洛芬酸关键中间体),总收率为71.3%,纯度为97.5%,与其它合成方法相比,具有操作简单、试剂安全、收率高、成本低等优点,未见其它文献报道采用该路线合成2-(2-噻吩基)丙酸,具有一定的新颖性。